Как сформировалась Солнечная Система? Как выглядела Вселенная, когда она была совсем молодой? Как выглядят планеты, обращающиеся вокруг других звёзд?
Вот уже 25 лет телескоп "Хаббл" предоставляет ответы на эти и многие другие вопросы.
Однако даже самому лучшему телескопу иногда нужна помощь коллеги...
... и этим коллегой станет космический телескоп "Джеймс Уэбб".
Запущенный в 1990 космический телескоп "Хаббл" (NASA/ESA) достиг невероятных успехов, не только оправдал возложенные на него ожидания, но и превзошел их.
Наибольшую известность он приобрел за поражающие воображение фотографии Вселенной, но на самом деле он делает гораздо больше.
За последние 25 лет "Хаббл" показал себя как самый успешный научный инструмент, когда-либо созданный. Со своей выгодной для наблюдений позиции, высоко за атмосферой, он совершил множество открытий.
К его заслугам относится точное измерение возраста Вселенной.
Он также сыграл главную роль в открытии ускоренного расширения Вселенной.
Он анализировал экзопланеты, открывал супермассивные черные дыры и наблюдал, как галактики растут, сталкиваются и соединяются.
И это лишь небольшая доля его открытий.
"Хаббл" был самым первым телескопом, запущенным в космос, который мог проводить наблюдения в оптическом и ближнем инфракрасном диапазоне. "Хаббл" задал тон следующему за ним ряду открытий, изменяющих наши представления в различных областях астрономии. Помимо этого он поднял множество вопросов о новых открытиях, таких как ускорение Вселенной или как выглядит удалённая Вселенная.
"Хаббл" был несомненно блестящим, но есть такие уголки Вселенной, которые просто невозможно рассмотреть. И тут включается в работу будущий коллега "Хаббла" – космический телескоп "Джеймс Уэбб"
Этот удивительный телескоп – совместная работа NASA, Европейского и Канадского Космического Агентства.
"Джеймс Уэбб" будет наблюдать в ИК-диапазоне, проникать сквозь завесу пыли, обнаруживая за ней тонкие структуры областей звездообразования, исследовать свет от первых галактик и звёзд, рождённых, когда Вселенная была младенцем, и это не всё! Мы сможем наблюдать изменение структуры Вселенной в гораздо больших деталях.
Мы сможем создавать карты, чтобы увидеть, например, эффекты гравитационного линзирования, тонкие арки вокруг кластеров, рассказывающие нам в деталях о распределении массы в них.
Мы надеемся узнать больше о природе тёмной материи.
Сложно себе представить, насколько всё изменится!
Все наши представления о том, что мы можем делать и что мы можем измерить, изменятся.
Так в чём же разница между "Хабблом" и "Джеймс Уэббом"?
Во-первых, "Джеймс Уэбб" — очень большой телескоп. 2.4-метровое зеркало "Хаббла" уже достаточно большое, но оно просто карликовое по сравнению с 6.5-метровым зеркалом "Джеймса Уэбба". У "Джеймса Уэбба" гораздо больше шансов поймать слабый свет далёких галактик.
Ещё одна разница — это то, что "Хаббл" был спроектирован так, что астронавтам необходимо периодически проводить сервисные работы, менять устаревшие инструменты и сломанные детали.
Это будет невозможным для "Джеймса Уэбба". Как только он будет запущен, ему придётся самому заботиться о себе.
«Это замечательно, что "Хаббл" спроектировали так, что на нём можно проводить сервисные работы, нами было запущенно более 5 космических шаттлов для апгрейда телескопа, последний раз в 2009 — мне посчастливилось участвовать в этой миссии — мы установили новые инструменты на "Хаббл", новые солнечные батареи, компьютеры, блоки памяти, — всё необходимое для дальнейшей долгой жизни телескопа.
Я думаю, что "Хабблу" осталось ещё много всего для исследований, потому что Вселенная постоянно задает нам множество загадок. Я убеждён, что возможно самое значительное открытие "Хаббла" ещё впереди».
Причина, почему у "Джеймса Уэбба" другая конструкция, в том, что ему предстоит наблюдать другой диапазон света в отличие от "Хаббла". "Хаббл" может наблюдать в ультрафиолетовом, видимом и ближнем инфракрасном диапазоне. "Джеймс Уэбб" будет специализироваться на инфракрасном свете. А это значит, что он должен быть холодным, очень холодным телескопом.
На самом деле, "Джеймс Уэбб" должен работать при температуре около 230 градусов Цельсия — всего 40 градусов выше абсолютного нуля. Причина в том, что теплые объекты излучают инфракрасное тепловое излучение. Поэтому, чтобы телескоп был исключительно чувствительным в инфракрасном диапазоне, его нужно охладить до очень низких температур. Иначе он будет ослеплён своим собственным тепловым излучением.
Так как ему придется работать при очень низких температурах, "Джеймса Уэбба" нельзя было сконструировать так же как "Хаббл". В частности, "Джеймсу Уэббу" придется нести на себе огромный щит, защищающий от Солнца и сохраняющий холод.
Телескоп и щит такие огромные, что "Джеймсу Уэббу" придется самостоятельно собираться после запуска.
Это большая победа инженеров, всё для телескопа приходится конструировать при комнатной температуре, но всё это должно быть соразмерно и работать правильно после охлаждения (которое изменит размеры компонентов).
Уже само охлаждение до 40 К не простая задача.
Сам телескоп "Джеймс Уэбб" будет находится в огромной тени, но очень много деталей необходимо завернуть в несколько слоёв "одеял". Это криогенные "одеяла", что значит, что они должны быть разработаны и сшиты специально для телескопа и очень сложно установить их.
Сохранение "Джеймса Уэбба" в холоде — причина большой разницы между ним и "Хабблом".
"Хаббл" обращается вокруг земли по орбите на высоте около пятисот км. У "Джеймса Уэбба" — другой путь, он не будет обращаться вокруг земли, он будет находиться в одной точке на расстоянии около 1,5 млн км от Земли.
Для астрономов есть ещё один бонус, которого они с нетерпением ожидают: когда "Джеймс Уэбб" будет запущен, "Хаббл" всё ещё будет в рабочем состоянии. Таким образом, некоторый период времени, у астрономов будет возможность смотреть в оба телескопа для исследования космоса.
Кто знает, что они вместе обнаружат?
